DE7340204U - Schiffsrumpf, insbesondere für Motorschiffe mit hohen Geschwindigkeiten - Google Patents

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HANiJIBAL A. ARTEMIS & Cie Ltd, GLYFADA - ATHEN - Griechenland

Schiffsrumpf

Die Neuerung bezieht sich auf einen Schiffsrumpf, insbesondere für Motorschiffe, die hohe Geschwindigkeiten entwickeln und deren Vorderteil derart ausgelegt ist, daß er von einer bestimmten Geschwindigkeit ab hochtreibt, und die einen Kiel aufweisen, dessen höchster Teil sich am Vorderende des Rumpfes befindet, wobei der Schwerpunkt des Schiffsrumpfes in der hinteren Hälfte liegt.

Die bekannten Schiffe dieser Art sind ganz nach hydrodynamischen Gesichtspunkten konstruiert und haben den Nachteil, da., wenn das Schiff um ca. 4° (also um den üblicherweise verwendeten Optimalwinkel) hochtreibt und hohe Geschwindigkeiten auf bewegtem Meer entwickelt, sie jegliche Stabilität verlieren und nur unter Schwierigkeiten zu steuern sind.

Derartige Schiffe sind auch sehr großen Stoßeinwirkungen ausgesetzt und können dann unter gleichen Bedingungen nur kleinere Geschwindigkeiten entwickeln. Andererseits setzen sie dem Wasser eine zu große Reibungsfläche entgegen, wodurch ihre Schnelligkeit beträchtlich abgebremst wird.

Aufgabe der Neuerung ist es, ein derartiges Schiff zu erzielen, mit dem diese Nachteile der bekannten Schiffe ausgeglichen werden können.

Gemäß der Neuerung besteht der den Kiel mit dem Schiff^- deck verbindende Rumpfteil aus die entsprechenden Kielränder verbindenden Flächen und aus einer trapezförmigen Bezugsfläche, die um 3,5 bis 5° in Bezug zur Horizontalen geneigt ist und deren höchster Teil auf der Höhe des KielVorderendes angeordnet ist, wobei die Höhe der trapezförmigen Fläche der Rumpflänge entspricht und die große Basis dieser Fläche kleiner ist als diese Höhe, die Längsachse der Trapezfläche in der Vertikalebene der Rumpflängsachse liegt, die große Basis der Bezugsfläche gleich 3/4 (+ 6$) der Kiellänge und die kleine Basis gleich 2/5 (+ 6$) dieser Länge ist und der Kiel einen V-förmif gen Querschnitt hat, wobei der Winkel zwischen den beiden ; Schenkeln des "V" auf der Höhe des breitesten Kielabschnitts ι ungefähr 138° beträgt und die Breite des breitesten Kielabschnitts ungefähr 1/3 der Rumpflänge entspricht.

Auf diese Weise erhält man einen Rumpf, dessen verschiedene Flächen die gleiche Ausrichtung haben wie die geneigte Bezugsfläche. Das vorteilhafte aerodynamische Verhalten einer geneigten Ebene zum Erzielen eines Auftriebs ist bekannt. Der aerodynamische Schub d.h. die Summe der die verschiedenen Punkte der Rumpffläche beaufschlagenden Druckkräfte bewirkt also, daß das Schiff in Bezug auf die Wasserfläche hochsteigt

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Da das Schiff gemäß der Neuerung um ca. 4° hochtreibt, haben die Rumpfflächen in Bewegungsrichtung eine durchschnittliche Ausrichtung von ca. 7,5 bis 9° und man erhält einen maximalen Auftrieb. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß das durch die Schubkraft getragene Schiff gemäß der Neuerung unter sehr unterschiedlichen Bedingungen höbe Geschwindigkeiten entwickeln kann,ohne daß die Stabilität beeinträchtigt wird. Es ist vielmehr wendiger und geringeren Stoßwirkungen ausgesetzt als die bekannten Schiffe.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung ^l ist die Bezugsfläche gegenüber der Horizontalen um 4° geneigt.

Die besonders vorteilhaften Beziehungen der Abmessungen des neuerungsgemäßen Schiffsrumpfes wurden durch eine Reihe von praktischen Versuchen festgestellt.

Gemäß der Neuerung entspricht der Höhenunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Teil des Kiels ungefähr 1/5 der Kiellänge.

Darüberhinaus ist gemäß der Neuerung die hintere Kielhälfte horizontal und hat einen konstanten Öffnungswinkel; · die vordere Kielhälfte ist stark nach oben gekrümmt und hat einen nach vorne zu progressiv abnehmenden Öffnungswinkel.

Man hat festgestellt, daß bei hoher Geschwindigkeit die Gefahr besteht, daß sich der Wind zwischen der Wasseroberfläche und dem rückwärtigen Teil des Schiffsrumpfes verfängt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist der rückwärtige Teil der Bezugsfläche, der ungefähr dem dritten Teil ihrer Länge entspricht, um ca. 2° in Bezug auf die ursprüngliche Bezugsfläche angehoben.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Neuerung ergeben sie;, aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung iüt die Neuerung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schiffes gemäß der Neuerung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die die Form des Rumpfes des neuerungsgemäßen Schiffes bestimmende Bezugsfläche,

Fig. ;) einen Schnitt uei Linie III—III der Fig. 1 zum Veransc au Liehen des rückwärtigen Kielteils des Schiffes gemäß der Neuerung,

Fig. 4a eine sehr schematische perspektivische Ansicht des neuerungsgemäßen Schilfes vom Heck her recehen und in Blickrichtung der Linie a-a der Fig. 2, und

Fig. 4b, 4c und 4dlAnsichten gemäß Fig. 4a bei Linie b-b, c-c bzw. d-a der Fig. 2.

Der dargestellte Rumpf des Schiffes gemäß der Neue- \ rung ist für Schiffe bestimmt, die hohe Geschwindigkeiten \ entwickeln, beispielsweise über 40 km/Std. und deren Schwerpunkt in der hinteren Hallte der Rumpflänge liegt. Derartige Schiffe müssen schnell und über den größten Teil der Rumpf-f länge hochtreiben, um die Reibung auf dem Wasser zu ver- I mindern, die die Beschleunigung und die Manövrierbarkeit j des Schiffes beträchtlich verringert.

Fig.1 zeigt einen Schiffsrumpf 1 mit einer bestimmtem Länge 1, die die Bezugsgröße zur Bestimmung der anderen Abmessungen des Rumpfes bildet. Der Rumpf hat einen Kiel 2 mit bekannter Ausbildung, der vorteilhafte hydrodyna-

mische Eigenschaften aufweist. Gemäß der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform hat der Kiel 2 einen V-förmigen Querschnitt (Fig. 2) und der Winkel cC zwischen den beiden Kielschenkeln beträgt im breitesten Teil des Kiels ca. 138°. Der sich praktisch über die halbe Länge 1 erstreckende rückwärtige Teil 2' des Kiels ist geradlinig und horizontal, während der Vorderteil 2" des Kiels vom Mittelpunkt P aus zunehmend nach aufwärts zur Rumpfmitte hin gebogen ist und auf den Mittelpunkt P1 des Bugs des Sumpfes auftrifft. Vom Punkt P aus nimmt der Winkelet zwischen den beiden Schenkeln des Kiels ebenfalls fortlaufend ab. Im breitesten Rumpfteil,! der in diesem Fall am Heck des Rumpfes liegt (Fig. 4a) beträgt die Kielbreite d ungefähr 1/3 der Länge 1. Von diesem Punkt aus nimmt die Breite d fortlaufend bis zum Punkt P1 ab, an dem sich die Ränder der beiden Kielschenkel in diesem Punkt P1 vereinigen. Die Krümmung des Kielabschnitts 2" und die Abwicklung der Breite d in den verschiedenen Teilen der Rumpflänge sind auf bekannte Weise meist empirisch dahingehend bestimmt, daß man vorteilhafte hydrodynamische Eigenschaften erhält, wenn der Kiel bei verminderten Bewegungsgeschwindigkeiten des Schiffes über einen großen Teil der Länge eintaucht. !

Der den Kiel 2 mit dem Schiffsdeck verbindende Rumpf-j teil ist neuerungsgemäß durch eine Bezugsfläche 3 bestimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet die Bezugsfläche 3 das Schiffsdeck. Gemäß der Erfindung ist die Bezugs fläche 3 gegenüber der Horizontalen H um einen Winkel ß geneigt, der bei 3,5 bis 5°, vorzugsweise bei 4° liegt. Der höchste Punkt der Bezugsebene liegt auf der Höhe P¹ auf dem Bug. Wie in Fig. 2 und 4 ersichtlich, hat die Bezugsfläche 3 eine im wesentlichen trapezförmige Ausbildung .

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Die Höhe h des Trapezes ABCD ist gleich der Länge 1 des Rumpfes und die Längsachse des Trapezes liegt in der Rumpflängsachse. Die kleine Basis AB der Bezugsfläche 3 liegt am Bug und die große Basis CD am Heck des Rumpfes. Im allgemeinen ist die Höhe h größer als die Basis CD. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielbar sind, wenn die Basis CD 0,75 h und die Basis AB 0,4 h beträgt. Die Basis AB liegt über dem tiefsten Teils des Kiels 2 in seiner Höhe h!, die vorzugsweise gleich 1/5 der Länge 1 des Rumpfes ist.

Gemäß der Neuerung besteht der oberü Teil 5 des Rumpjfes aus Flächen, die die Ränder BC, CD und AD mit den entsprechenden Rändern P1F, FC, P1E und ED verbinden. Auf diese Weise erhält man einen Rumpfoberteil, dessen verschiedene Teile aerodynamische Eigenschaften aufweisen, die denjenigen einer geneigten Ebene bei Bewegung sehr ; ähnlich sind. Der Bug schneidet also die vor dem Schiff befindliche Luftmasse in einer Horizontalebene und man erhält einen nach oben auf die Flächen 5 gerichteten aerodynamischen Auftrieb, so daß der Rumpf bereits bei verhält+· nismäßig geringer Geschwindigkeit hochtreibt und bei voller Geschwindigkeit eine Neigung von ca. 8° erhält, wobei sein Stabilität jedoch einwandfrei erhalten bleibt. Diese Sta-

der

bilität erzielt man aufgrund/sehr vorteilhaften aerodynamischen Ausbildung des Teils 5 des Rumpfes. Weiterhin ist der Luftwiderstand des neuerungsgemäßen Rumpfes wesent· lieh geringer als bei einem Rumpf mit herkömmlichem Aufbau

Man hat festgestellt, daß bei hoher Geschwindigkeit die zwischen rückwärtigen Rumpfteil und der Wasseroberfläche verfangene Luft eine gewisse Bremswirkung hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der rückwärtige Teil y der Bezugsebene 3 um ca. 2° angehoben,

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so daß die Luft ungehindert vorbeifließen kann.

Der Rumpf gemäß der Neuerung hat in dieser Ausführungs form ein vertikales Heck 6. Je nach der Art der verwendeten Motoren kann dieser Teil unterschiedlich ausgebildet sein. So kann er beispielsweise abgerundete Winkel haben, wie dies bei 3" in Fig. 2 dargestellt ist.

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Claims (5)

1. Schiffsrumpf, insbesondere für Motorschiffe, -die hohe'Geschwindigkeiten entwickeln und deren Vorderteil - von einer bestimmten Geschwindigkeit ab - hochtreibt, sowie mit einem Kiel, dessen höchster Teil am Vorderende des Rumpfes liegt, wobei der Rumpf seinen Schwerpunkt in seiner hinteren Hälfte hat, dadurch gekennzeichnet, daß der den Kiel (2) mit dem Schiffsdeck verbindende Rumpfteil aus ebenen die entsprechenden Kielränder miteinander verbindenden Flächen besteht, und aus einer trapezförmigen Bezugsfläche (3; ABCD), die um 3,5 bis 5° in Bezug zur Horizontalen (4) geneigt ist und deren höchster Teil auf der Höhe \ (P¹) mit dem Kielvorderende liegt., daß die Höhe (h) der j trapezförmigen Bezugsfläche (ABCD) der Rumpflänge entspricht; und die große Basis der Bezugsfläche kleiner ist als diese Höhe, daß die Längsachse der trapezförmigen Bezugsfläche in der Vertikalebene der Rumpflängsachse liegt, daß die große Basis (CD) der Bezugsfläche ungefähr 5/4 (+ 6$) der Kiel- I länge und die kleine Basis (AB) ungefähr (2/5 (+ 6#) der ! Kiellänge ausmacht, daß der Kiel (2) einen Querschnitt in Form eines "V" hat, dessen Schenkelwinkel (*·) am breitesten! Kielabschnitt ungefähr 138° beträgt, und daß die Breite J des breitesten Kielteils ungefähr 1/3 der Rumpflänge beträgt

2. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfläche (3; ABCD) gegenüber der Horizontalen (H) um einen Winkel (ß) von 4° geneigt ist.

3. Schiffsrumpf nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenunterschied (h¹) zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Teil des Kiels ungefähr 1/5 der Länge des Kiels entspricht.

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4 Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Kielhälfte (2') horizontal ist und einen konstanten Öffnungswinkel aufweist, und daß die vordere Kielhälfte (2") mit stark zunehmender Krümmung nach oben gekrümmt ist und einen nach vorn zu fortlaufend kleiner werdenden Öffnungswinkel aufweist.

5. Schiffsrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Teil (3') der Bezugsfläche (3), der ungefähr einem Drittel der Länge der Bezugsfläche entspricht in Bezug &af die ursprüngliche Bezugsfläche um ca. 2° angehoben ist.

734U204-4.7.74